Появление многослойных печатных плат

Исторически печатные платы в первую очередь характеризовались однослойной или двухслойной структурой, что накладывало ограничения на их пригодность для высокочастотных приложений из-за ухудшения сигнала и электромагнитных помех (ЭМП). Тем не менее, внедрение многослойных печатных плат привело к заметным улучшениям в целостности сигнала, смягчении электромагнитных помех (ЭМП) и общей производительности.

Многослойные печатные платы (рисунок 1) состоят из многочисленных проводящих слоев, разделенных изолирующими подложками. Такая конструкция позволяет передавать сигналы и силовые плоскости сложным образом.

Многослойные печатные платы (ПП) отличаются от своих однослойных или двухслойных аналогов наличием трех или более проводящих слоев, которые разделены изолирующим материалом, обычно называемым диэлектрическими слоями. Взаимосвязь этих слоев облегчается переходными отверстиями, которые представляют собой крошечные проводящие проходы, облегчающие связь между отдельными слоями. Сложная конструкция многослойных ПП обеспечивает большую концентрацию компонентов и сложную схему, что делает их необходимыми для современных технологий.

Многослойные печатные платы обычно демонстрируют высокую степень жесткости из-за неотъемлемой проблемы достижения нескольких слоев в гибкой структуре печатной платы. Электрические соединения между слоями устанавливаются с использованием нескольких типов переходных отверстий (рисунок 2), включая глухие и скрытые переходные отверстия.

Конфигурация подразумевает размещение двух слоев на поверхности для установления связи между печатной платой (ПП) и внешней средой. В целом, плотность слоев в печатных платах (ПП) четная. Это в первую очередь связано с восприимчивостью нечетных чисел к таким проблемам, как коробление.

Количество слоев обычно варьируется в зависимости от конкретного применения и обычно составляет от четырех до двенадцати слоев.
Обычно большинство приложений требуют минимум четырех и максимум восьми слоев. В отличие от этого, приложения, такие как смартфоны, в основном используют в общей сложности двенадцать слоев.

Основные области применения

Многослойные печатные платы используются в широком спектре электронных приложений (рисунок 3), включая:

●Потребительская электроника, где многослойные печатные платы играют фундаментальную роль, обеспечивая необходимую мощность и сигналы для широкого спектра продуктов, таких как смартфоны, планшеты, игровые консоли и носимые устройства. Изящная и портативная электроника, от которой мы зависим ежедневно, объясняется ее компактным дизайном и высокой плотностью компонентов

●В области телекоммуникаций использование многослойных печатных плат обеспечивает бесперебойную передачу голоса, данных и видеосигналов по сетям, тем самым гарантируя надежную и эффективную связь.

●Промышленные системы управления в значительной степени зависят от многослойных печатных плат (ПП) из-за их способности эффективно управлять сложными системами управления, механизмами мониторинга и процедурами автоматизации. Панели управления машинами, робототехника и промышленная автоматизация полагаются на них как на свою фундаментальную систему поддержки

●Многослойные печатные платы также актуальны для медицинских приборов, поскольку они имеют решающее значение для обеспечения точности, надежности и компактности. Диагностическое оборудование, системы мониторинга пациентов и медицинские приборы для спасения жизни в значительной степени зависят от их важной роли.

Преимущества и выгоды

Многослойные печатные платы обеспечивают ряд преимуществ и выгод в высокочастотных приложениях, в том числе:

●Улучшенная целостность сигнала: многослойные печатные платы облегчают контролируемую маршрутизацию импеданса, минимизируя искажение сигнала и обеспечивая надежную передачу высокочастотных сигналов. Более низкие помехи сигнала многослойных печатных плат приводят к повышению производительности, скорости и надежности

●Снижение электромагнитных помех: благодаря использованию выделенных плоскостей заземления и питания многослойные печатные платы эффективно подавляют электромагнитные помехи, тем самым повышая надежность системы и сводя к минимуму помехи соседним цепям.

●Компактная конструкция: благодаря возможности размещения большего количества компонентов и сложных схем маршрутизации многослойные печатные платы позволяют создавать компактные конструкции, что имеет решающее значение для приложений с ограниченным пространством, таких как мобильные устройства и аэрокосмические системы.

●Улучшенное управление температурой: многослойные печатные платы обеспечивают эффективное рассеивание тепла за счет интеграции тепловых переходов и стратегически размещенных медных слоев, что повышает надежность и срок службы высокомощных компонентов.

●Гибкость конструкции: универсальность многослойных печатных плат обеспечивает большую гибкость конструкции, позволяя инженерам оптимизировать параметры производительности, такие как согласование импеданса, задержка распространения сигнала и распределение мощности.